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4 Bau- und Bedienungsanleitung
gang und einen Signalgeber signalisieren, wenn z. B. ein Countdown he-
runtergezählt ist. Über einen USB-Port können Ergebnisse an einen PC
übertragen und per zugehörigem PC-Programm ausgewertet und gespei-
chert werden.
Schließlich ist die Stoppuhr optional mit einem 8-Kanal-Schaltemp-
fänger aus dem Homematic IP Programm mit seiner sicheren, weit rei-
chenden und verschlüsselt übertragenden Funktechnik ausrüstbar. So
kann sie auch bequem über größere Entfernungen per Funk gesteuert
werden.
Alle Features des Gerätes im Überblick:
· Großformatige (5,6 cm Zeichenhöhe), helle rote LED-Anzeige
· Stoppen von Zeiten bis 99 h, 59 min, 59 s, 999 ms, inkl. Zwischen-/
Rundenzeit
· Countdown-Zähler
· Uhrzeit und Datum, manuell einstellbar und DCF77-gestützt. Bei
Netzausfällen sorgt eine batteriebetriebene Echtzeituhr (RTC) für
sofortige Einsatzbereitschaft der Uhr nach Netzwiederkehr
· Ein potentialfreier Relaisausgang für das Schalten externer Signale,
z. B. Signalhorn oder Ampel, Piezosignalgeber im Gerät integriert
· Zwei Eingänge für das externe Starten/Stoppen, z. B. durch Start-
blöcke oder Lichtschranken (Gleich- oder Wechselspannungssignale
3 bis 24 V bzw. Kontakte nach Masse)
· USB-Anschluss zum einfachen Auswerten der Daten am PC
· Versorgung über externes Netzteil 12 V/1,25 A
· Optionale Ausrüstung mit 8-Kanal-Empfangsmodul HmIP-MOD-OC8
für Funk-Fernbedienung
· Optionales Aluminium-Profilgehäuse mit getönter Frontscheibe
Schaltung
Die Schaltung des Gerätes ist zur übersichtlichen Darstellung auf funk-
tionelle Teilschaltungen aufgeteilt. Beginnen wir mit der USB-Schnitt-
stelle
(Bild
1). Diese ist als galvanisch getrennte Schnittstelle ausge-
führt, um das Zusammenschalten unterschiedlicher Systeme einfach und
störungsfrei zu gestalten. Der hier eingesetzte USB-UART-Wandler IC13
vom Typ CP2102N ist ein vielfach genutzter Standardbaustein. Die UART-
Leitungen sind über die Optokoppler IC10 und IC11 an den Mikroprozessor
der Stoppuhr angebunden.
Im zweiten Teilschaltbild
ernden Mikrocontroller IC15 zu sehen. Der hier eingesetzte STM32F103-
Typ enthält eine integrierte Echtzeituhr (RTC), die bei Spannungsausfall
+3.3V
IC10
R50
8
3K3
7
6
5
C51
HCPL-0600
100n
16V
+3.3V
IC11
2
R62
3
120R
C63
HCPL-0600
100n
16V
Bild 1: Das Schaltbild der USB-Schnittstelle
www.elv.com
(Bild 2)
ist die Schaltung rund um den steu-
2
R54
3
120R
C52
100n
16V
+5V-USB
R61
8
3K3
7
6
5
C64
100n
16V
weiterläuft und so stets die exakte Uhrzeit bereit-
stellt. Sie wird über den Eingang VBAT mit einer 3-V-
Batterie (BAT1) gepuffert. Der Prozessortakt wird vom
externen Quarz Q1 mit 16 MHz bestimmt, der zweite
32,768-kHz-Quarz (Q2) taktet stromsparend die Echt-
zeituhr.
Die Zeitdaten werden vom DCF-Modul DCF1 gelie-
fert, solange sich die Stoppuhr im Empfangsradius
des deutschen Zeitdatensenders DCF77 befindet. Um
einen stabilen und von internen Störungen freien Be-
trieb des DFC-Empfängers zu gewährleisten, erhält er
seine Betriebsspannung von einem eigens beigestell-
ten Linear-Spannungsregler (IC14) inklusive reichlich
bemessener Peripherie zur Entstörung und Pufferung.
Rechts vom Mikrocontroller finden wir zunächst
oben den internen Bedientastenblock, der sich auf ei-
ner später auf BU10 aufzusteckenden Abbrechplatine
seitlich am Gerät befindet. Die Bedientasten TA1 bis
TA4 sind mit jeweils einem Kondensator hardwaremä-
ßig entprellt. Darunter sehen wir die Fassung für den
optionalen Fernsteuerempfänger HmIP-MOD-OC8.
Damit kommen wir zu den ganz rechts abgebildeten
Eingängen für externe Signale. Diese können entwe-
der mit Signalspannungen von 3 bis 24 V
gen Masse schaltende Taster angesteuert werden. Die
unmittelbare Eingangsbeschaltung dient vor allem
dem Schutz vor Stör- und Überspannungen. Während
die Tastereingänge dann direkt zu den entsprechen-
den Mikrocontroller-Pins geführt werden, sind die
Signalspannungseingänge über die Optokoppler IC16
und IC17 galvanisch vom Mikrocontroller entkoppelt.
Schließlich finden wir rechts unten den Relaisaus-
gang mit der Transistor-Schaltstufe um T8 und dem
Schaltrelais REL1, dessen Umschaltkontakt auf BU1
herausgeführt ist und mit bis zu 24 V/0,5 A belastet
werden kann.
Damit kommen wir zur Schaltung der Piezosignal-
geber-Ansteuerung in
PZ1 nicht ständig unter Spannung stehen darf, wird
dessen Betriebsspannung vom Mikroprozessor aus
über T9 und T10 nur zugeschaltet, wenn er aktiviert
+5V-USB
IC13
MP20
6
13
WAKEUP
+UB
9
/RST
2
7
GPIO.0/CLK
VREGIN
1
R56
GPIO.1/RS485
20
8
GPIO.2/TXT
VBUS
0R
19
GPIO.3/RXT
18
4
TxD
D+
17
RxD
16
5
RTS
D-
15
CTS
14
3
SUSPEND
GND
11
12
/SUSPEND
GND2
CP2102N-A01
USB-UART-
4u7
100n
16V
16V
Wandler
Bild
3. Da der Piezosignalgeber
R51
↑↑
Selbstrück-
MP21
stellende
Sicherung
R53
PTC
0R
6V/0,5A
1
2
R59
3
0R
4
R60
5
0R
2
3
4
C62
4u7
100n
1
16V
16V
*=n.i.p.
oder ge-
AC/DC
BU9
6
USB-Buchse
C103
100n
10n
50V
50V
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